注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可視化注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，其特征是它包括透明模型槽，透明模型槽上部設(shè)有透明壓力板，槽內(nèi)設(shè)有散體材料樁，散體材料樁外側(cè)預(yù)埋電動(dòng)土工格柵，電動(dòng)土工格柵的頂部通過(guò)導(dǎo)線分別與直流電源的正、負(fù)極連接，樁體內(nèi)部中心位置預(yù)埋注漿管；所述散體材料樁由水溶型透明土模擬，樁周土由油溶型透明土模擬；透明模型槽外一側(cè)及上部設(shè)有安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的激光源，透明模型槽外的正視面、俯視面設(shè)有安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上可觀察透明模型槽空間的數(shù)碼相機(jī)，數(shù)碼相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線與處理裝置聯(lián)接；本發(fā)明試驗(yàn)裝置操作簡(jiǎn)便，可重復(fù)性強(qiáng)；配制的透明土與天然土土體性質(zhì)的相似性好；試驗(yàn)方法可用來(lái)化學(xué)電滲、注漿樁體形成、以及漿液在樁周土中滲入的可視化觀測(cè)與測(cè)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料粧模型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑樁基礎(chǔ)的模型試驗(yàn)，具體地說(shuō)是一種注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，特別是涉及一種可視化注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟土地基處治方法主要可分為樁體置換增強(qiáng)作用和土體固結(jié)壓縮增強(qiáng)作用兩大類(lèi)。樁基復(fù)合地基中，樁一土協(xié)調(diào)共同作用分擔(dān)上部荷載是樁基復(fù)合地基處理軟土地基的本質(zhì)特征。掌握軟土地基處治過(guò)程中樁、土強(qiáng)度增加的規(guī)律，對(duì)了解樁一土相互作用機(jī)理具有重要的意義。
[0003]專(zhuān)利號(hào)為201110341232.X，發(fā)明名稱(chēng)為一種電化學(xué)灌漿聯(lián)合散體材料樁處理軟基的方法的專(zhuān)利公開(kāi)了 一種在樁間土內(nèi)交錯(cuò)布置電動(dòng)土工合成材料電極、在散體材料樁內(nèi)放置注漿管，在散體材料樁內(nèi)通過(guò)注漿管灌注水泥漿液、利用樁間土電極和注漿管電極在直流電場(chǎng)中的作用力對(duì)樁周土體進(jìn)行電化學(xué)灌漿，形成漿固散體材料樁的技術(shù)方法，可以有效提高樁體和樁周土體的強(qiáng)度。但是，水泥漿液的凝固時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)而導(dǎo)致整體施工周期延長(zhǎng)。對(duì)此，申請(qǐng)?zhí)枮?01210234390.X，發(fā)明名稱(chēng)為一種高聚物材料漿固散體材料樁復(fù)合地基及其施工方法公開(kāi)了一種利用高聚物材料注漿加固散體材料樁的技術(shù)方法。該法高聚物注漿速度快、加固效果好，可以避免傳統(tǒng)水泥漿液后注漿灌注樁水泥漿凝固齡期長(zhǎng)、漿液擴(kuò)散、水泥漿液凝結(jié)注漿管和成型可控性差等問(wèn)題。但是，工程技術(shù)人員對(duì)高聚物材料漿液的擴(kuò)散規(guī)律和雙組分材料化學(xué)作用過(guò)程了解甚少，從而影響該技術(shù)在工程界的廣泛應(yīng)用。
[0004]在巖土工程方面的模型試驗(yàn)中，研究土體內(nèi)部變形規(guī)律和機(jī)理，對(duì)探索巖土工程問(wèn)題本質(zhì)具有重要意義。傳統(tǒng)的土體變形測(cè)量方法是在土體內(nèi)部埋設(shè)一系列傳感器，得到某些離散點(diǎn)的位移，但是傳感器容易受外界環(huán)境擾動(dòng)的影響，測(cè)量結(jié)果往往不夠準(zhǔn)確，同時(shí)不能給出土體內(nèi)部連續(xù)變形的整個(gè)位移場(chǎng)。現(xiàn)代數(shù)字圖像技術(shù)也只局限于測(cè)量土體的宏觀或邊界變形，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)土體內(nèi)部變形的可視化。利用X-射線、Y-射線、計(jì)算機(jī)層析掃描(CAT掃描)及磁共振成像技術(shù)(MRI)雖然可以用來(lái)測(cè)量土體內(nèi)部的連續(xù)變形，但昂貴的費(fèi)用限制了這些技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
[0005]冰晶石(Cryolite)是一種礦物，化學(xué)名為六氟鋁酸鈉(Na3AlF6),單斜晶系，柱狀晶體或塊狀體，無(wú)氣味，易吸水受潮，熔點(diǎn)1009°C，摩氏硬度2.5，密度2.97 g /cm3?3.0g/cm3，折射率1.338?1.339，雙折射率0.001，正光性，色散值0.024，玻璃光澤至油脂光澤，透明，無(wú)色、白色、褐色或紅色，產(chǎn)于侵入片麻巖的花崗巖及偉晶巖脈中，主要產(chǎn)地為格陵蘭，可用氫氟酸法、氟硅酸法、碳酸化法等方法人工合成。主要用作鋁電解的助熔劑；也用作研磨產(chǎn)品的耐磨添加劑，可以有效提高砂輪耐磨，切，削力，延長(zhǎng)砂輪使用壽命和存儲(chǔ)時(shí)間；鐵合金及沸騰鋼的熔劑，有色金屬熔劑，鑄造的脫氧劑，鏈烯烴聚合催化劑，以及用于玻璃抗反射涂層，搪瓷的乳化劑，玻璃的乳白劑，焊材的助熔劑陶瓷業(yè)的填充劑，農(nóng)藥的殺蟲(chóng)劑等行業(yè)企業(yè)。[0006]全氟環(huán)狀聚合物，英文名為Cytop，產(chǎn)品形狀不規(guī)則，由日本旭硝子公司(網(wǎng)址http://www.agcce.eu.com/Cytop.asp)研發(fā)和生產(chǎn),其折射率為1.34,透光率為95 % ,容重為2.03g/ cm 3，吸水性< 0.01 %，線膨脹系數(shù)7.4X 10~5 cm / cm /°C。主要應(yīng)用于半導(dǎo)體制造中的保護(hù)膜涂料，通訊光纖等方面。
[0007]氟化鈣，化學(xué)式為CaF2，俗稱(chēng)螢石或氟石，透明度高，無(wú)色結(jié)晶或白色粉末，難溶于水，微溶于無(wú)機(jī)酸，熔點(diǎn)1402°C，沸點(diǎn)2497°C，折射率為1.434，密度3.18g/cm3?？捎锰妓徕}或氫氧化鈣用氫氟酸溶解，將所得溶液濃縮，或向鈣鹽水溶液中加入氟離子，得到氟化鈣的膠狀沉淀，經(jīng)精制可得。實(shí)驗(yàn)室一般用碳酸鈣與氫氟酸作用或用濃鹽酸和氫氟酸反復(fù)處理螢石粉來(lái)制備氟化鈣。主要用于冶金、化工和建材三大行業(yè)，其次用于輕工、光學(xué)、雕刻和國(guó)防工業(yè)。
[0008]由于冰晶石顆粒、全氟環(huán)狀聚合物顆粒、氟化鈣顆粒具有高透明度，高透光率、低折射率等特點(diǎn)，且其顆粒物理力學(xué)性質(zhì)與天然土顆粒的物理力學(xué)性質(zhì)相似，因此，可以在配制透明土中用作透明固體材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種可視化注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，以對(duì)化學(xué)電滲、注漿樁體形成、以及漿液在樁周土中滲入的可視化觀測(cè)與測(cè)量。
[0010]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的，一種注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置，它包括透明模型槽，透明模型槽上部設(shè)有透明壓力板，槽內(nèi)設(shè)有散體材料樁，散體材料樁外側(cè)預(yù)埋電動(dòng)土工格柵，電動(dòng)土工格柵的頂部通過(guò)導(dǎo)線分別與直流電源的正、負(fù)極連接，樁體內(nèi)部中心位置預(yù)埋注漿管；所述散體材料樁由水溶型透明土模擬，樁周土由油溶型透明土模擬；透明模型槽外一側(cè)及上部設(shè)有安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的激光源，透明模型槽外的正視面、俯視面設(shè)有安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上可觀察透明模型槽空間的數(shù)碼相機(jī)，數(shù)碼相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線與處理裝置聯(lián)接；激光照射透明模型槽形成透明模型槽的豎向面和水平面的激光切面，由數(shù)碼相機(jī)分別記錄樁周土體散斑場(chǎng)和透明度，了解化學(xué)電滲、注漿樁體形成、以及漿液在樁周土的變化規(guī)律。
[0011]本發(fā)明所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在底座上的支架，支架上設(shè)有可豎向和水平移動(dòng)的滑塊，所述激光源、數(shù)碼相機(jī)分別安裝在滑塊上；由激光源在透明模型槽內(nèi)任意位置形成豎向面和水平面的激光切面，并由數(shù)碼相機(jī)分別記錄。
[0012]本發(fā)明所述水溶型透明土它由冰晶石與水配制而成，所述冰晶石為粒徑4.5 IM~5.0 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.338~1.339，密度2.97g/ cm 3~3.0g/ cm 3。
[0013]本發(fā)明所述油溶型透明土由透明固體材料與無(wú)色孔隙液體配制而成，所述透明固體材料為烘烤石英砂，所述無(wú)色孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物；所述烘烤石英砂為粒徑0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.4585，密度20.lg/ cm 3。
[0014]當(dāng)選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm的烘烤石英砂顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的烘烤石英砂顆粒0.25 mm≤粒徑< 0.5 mm的為10 %~50 %，0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為10 %~50 %，
1.0 mm≤粒徑< 1.5腿的為10 %~50 % , 1.5腿≤粒徑≤2.0腿的為10 %~50 % ,以重量計(jì)，合計(jì)為100 %。[0015]本發(fā)明所述油溶型透明土由透明固體材料與無(wú)色孔隙液體配制而成，所述透明固體材料為全氟環(huán)狀聚合物，所述無(wú)色孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物；所述全氟環(huán)狀聚合物為粒徑0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.34，密度2.03g/ cm 3，透光率95 %，吸水性< 0.01 %。
[0016]當(dāng)選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的全氟環(huán)狀聚合物顆粒0.25 mm;^粒徑< 0.5 mm的為10 %~50 % , 0.5 mm;^粒徑< 1.0 mm的為10 %~50 % , 1.0 mm≤粒徑< 1.5 mm的為10 %~50 % , 1.5腿≤粒徑≤2.0 mm的為10 %~50 %，以重量計(jì),合計(jì)為100 %。
[0017]本發(fā)明所述油溶型透明土由透明固體材料與無(wú)色孔隙液體配制而成，所述透明固體材料為氟化鈣，所述無(wú)色孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物；所述氟化鈣為粒徑0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.434，密度3.18g/ cm
3
ο
[0018]當(dāng)選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm的氟化鈣顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的氟化鈣顆粒0.25mm≤粒徑< 0.5 mm的為10 %~50 % , 0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為10 %~50 % , 1.0腿≤粒徑< 1.5 mm的為10 %~50 %，1.5 mm≤粒徑≤2.0 mm的為10 %~50 %，以重量計(jì)，合計(jì)為 100 % ο
[0019]一種注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)方法，它包括以下過(guò)程:
⑴建模:根據(jù)試驗(yàn)要求分別制作透明模型槽、透明壓力板、模擬散體材料樁的水溶型透明土、模擬樁周土的油溶型透明土，油溶型透明土中預(yù)埋電動(dòng)土工格柵，并將水溶型透明土填筑在電動(dòng)土工格柵內(nèi)部，水溶型透明土形成的散體材料樁中間位置預(yù)埋注漿管，透明模型槽上部設(shè)有透明壓力板；
⑵安裝:電動(dòng)土工格柵的頂部通過(guò)導(dǎo)線分別與直流電源的正、負(fù)極連接，形成電動(dòng)土工格柵的陽(yáng)極、陰極；往陽(yáng)極內(nèi)加入氯化鈣溶液，溶液濃度為7 %~15 %，陰極內(nèi)加入硅酸鈉溶液，溶液濃度為15 %~30 % ;透明模型槽外一側(cè)及上部在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上分別安裝好激光源，透明模型槽外的正視面、俯視面在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上分別安裝好可觀察透明模型槽空間的數(shù)碼相機(jī)，數(shù)碼相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線與處理裝置聯(lián)接；打開(kāi)激光源，檢查其在透明土體內(nèi)部形成的顆粒切面明亮度，調(diào)整激光角度，使切面垂直入射；打開(kāi)數(shù)碼相機(jī)，調(diào)整數(shù)碼相機(jī)鏡頭，使其能涵括整個(gè)試驗(yàn)畫(huà)面；
⑶試驗(yàn):根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，首先接通電源，由數(shù)碼相機(jī)記錄、觀測(cè)化學(xué)電滲試驗(yàn)過(guò)程中陽(yáng)極、陰極之間的水流過(guò)程及化學(xué)反應(yīng)生成的固化劑分布規(guī)律，將記錄數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線送入處理裝置，了解化學(xué)電滲在樁周土的變化規(guī)律；反轉(zhuǎn)電極，繼續(xù)化學(xué)電滲試驗(yàn)；當(dāng)陰極排水量小于0.1 mm V分鐘時(shí)，結(jié)束化學(xué)電滲試驗(yàn)步驟；
然后，通過(guò)注漿管對(duì)散體材料樁進(jìn)行高聚物材料注漿，了解注漿樁體形成、以及漿液在樁周土的變化規(guī)律，完成注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁的可視化模型試驗(yàn)過(guò)程。
[0020]本發(fā)明在過(guò)程⑴中，所述制作油溶型透明土包括:
備料:所述備料為選擇粒徑為0.25 IM~2.0 mm或< 0.074 mm的烘烤石英砂顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，清洗雜質(zhì)并烘干，所述烘烤石英砂折射率1.4585，密度20.lg/ cm 3 ;所述孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物，調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與烘烤石英砂顆粒的折射率一致；當(dāng)選擇粒徑為0.25 IM~2.0 mm的烘烤石英砂顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的烘烤石英砂顆粒
0.25 mm≤粒徑< 0.5 mm的為 10 %~50 % , 0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為 10 %~50 % , 1.0mm;^粒徑< 1.5 mm的為10 %~50 % , 1.5 mm;^粒徑≤2.0 mm的為10 %~50 % ,以重量計(jì)，合計(jì)為100 %。
[0021]混配:所述混配為根據(jù)試驗(yàn)條件與試樣的尺寸大小計(jì)算確定烘烤石英砂顆粒和孔隙液體的用量，先將烘烤石英砂顆粒分層填入透明模型槽中，并分3~4次擊實(shí)；然后在透明模型槽中注入孔隙液體；
或者先將調(diào)配好的孔隙液體裝在透明模型槽中，并將烘烤石英砂顆粒緩慢、均勻、分散地倒入透明模型槽中，傾倒過(guò)程中不斷攪拌排出氣泡，并保持烘烤石英砂顆粒始終在孔隙液體液面以下；
抽真空:所述抽真空為利用抽真空裝置抽除烘烤石英砂顆粒之間的氣泡，利用吸球抽去高出烘烤石英砂顆粒的孔隙液體；
當(dāng)備料中選擇粒徑為< 0.074 mm的烘烤石英砂顆粒時(shí)，抽真空后在固結(jié)儀中進(jìn)行固結(jié)，固結(jié)度OCR值0.8~3。[0022]本發(fā)明在過(guò)程⑴中，所述制作油溶型透明土包括:
備料:所述備料為選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，清洗雜質(zhì)并烘干，所述全氟環(huán)狀聚合物折射率1.34，密度2.03g/ cm3，透光率95 %，吸水性< 0.01 % ;所述孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物，調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與全氟環(huán)狀聚合物顆粒的折射率一致；
當(dāng)選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的全氟環(huán)狀聚合物顆粒0.25 mm≤粒徑< 0.5 mm的為10 %~50 %，0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為10 %~50% , 1.0 mm≤粒徑< 1.5腿的為10 %~50 % , 1.5腿≤粒徑≤2.0腿的為10 %~50 % ,以重量計(jì)，合計(jì)為100 %。
[0023]混配:所述混配為根據(jù)試驗(yàn)條件與試樣的尺寸大小計(jì)算確定全氟環(huán)狀聚合物和孔隙液體的用量，先將全氟環(huán)狀聚合物顆粒分層填入透明模型槽中，并分3~4次擊實(shí)；然后在透明模型槽中注入孔隙液體；
或者先將調(diào)配好的孔隙液體裝在透明模型槽中，并將全氟環(huán)狀聚合物顆粒緩慢、均勻、分散地倒入透明模型槽中，傾倒過(guò)程中不斷攪拌排出氣泡，并保持全氟環(huán)狀聚合物顆粒始終在孔隙液體液面以下；
所述抽真空為利用抽真空裝置抽除全氟環(huán)狀聚合物顆粒之間的氣泡，利用吸球抽去高出全氟環(huán)狀聚合物顆粒的孔隙液體；
當(dāng)備料中選擇粒徑為< 0.074 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒時(shí)，抽真空后在固結(jié)儀中進(jìn)行固結(jié)，固結(jié)度OCR值0.8~3。
[0024]本發(fā)明在過(guò)程⑴中，所述制作油溶型透明土包括:
備料:所述備料為選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的氟化鈣顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，清洗雜質(zhì)并烘干，所述氟化鈣折射率1.434，密度3.18g/ cm 3 ;所述孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物，調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與氟化鈣顆粒的折射率一致；當(dāng)選擇粒徑為0.25 IM~2.0 mm的氟化鈣顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的氟化鈣顆粒0.25 mm^粒徑< 0.5 mm的為10 %~50 %，0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為10 %~50 %，1.0 mm≤粒徑
<1.5 mm的為10 %~50 %，1.5 mm≤粒徑≤2.0 mm的為10 %~50 %，以重量計(jì)，合計(jì)為100 %。
[0025]混配:所述混配為根據(jù)試驗(yàn)條件與試樣的尺寸大小計(jì)算確定氟化鈣和孔隙液體的用量，先將氟化鈣顆粒分層填入透明模型槽中，并分3~4次擊實(shí)；然后在透明模型槽中注入孔隙液體；
或者先將調(diào)配好的孔隙液體裝在透明模型槽中，并將氟化鈣顆粒緩慢、均勻、分散地倒入透明模型槽中，傾倒過(guò)程中不斷攪拌排出氣泡，并保持氟化鈣顆粒始終在孔隙液體液面以下；
抽真空:所述抽真空為利 用抽真空裝置抽除氟化鈣顆粒之間的氣泡，利用吸球抽去高出氟化鈣顆粒的孔隙液體；
當(dāng)備料中選擇粒徑為< 0.074 mm的氟化鈣顆粒時(shí)，抽真空后在固結(jié)儀中進(jìn)行固結(jié)，固結(jié)度OCR值0.8~3。
[0026]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明較好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，試驗(yàn)裝置操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)；通過(guò)對(duì)化學(xué)電滲、注漿樁體形成、以及漿液在樁周土中滲入的可視化觀測(cè)與測(cè)量，可用來(lái)模擬復(fù)雜的地質(zhì)條件，提高人們對(duì)巖土工程問(wèn)題本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，有效節(jié)約資源，避免不合
理的浪費(fèi)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明試驗(yàn)裝置的正視面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明試驗(yàn)裝置的俯視面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]實(shí)施例1:
由圖1、圖2可知，一種注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置，它包括透明模型槽1，透明模型槽I上部設(shè)有透明壓力板8，槽內(nèi)設(shè)有散體材料樁3，散體材料樁3外側(cè)預(yù)埋電動(dòng)土工格柵4，電動(dòng)土工格柵4的頂部通過(guò)導(dǎo)線6分別與直流電源7的正、負(fù)極連接，樁體內(nèi)部中心位置預(yù)埋注漿管5 ;所述散體材料樁3由水溶型透明土模擬，樁周土 2由油溶型透明土模擬；透明模型槽I外一側(cè)及上部設(shè)有安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)13上的激光源，透明模型槽I外的正視面、俯視面設(shè)有安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)13上可觀察透明模型槽I空間的數(shù)碼相機(jī)11，數(shù)碼相機(jī)11通過(guò)數(shù)據(jù)線與處理裝置12聯(lián)接；激光照射透明模型槽I形成透明模型槽I的豎向面和水平面的激光切面，由數(shù)碼相機(jī)11分別記錄樁周土體散斑場(chǎng)和透明度，了解化學(xué)電滲、注漿樁體形成、以及漿液在樁周土的變化規(guī)律。
[0030]本發(fā)明所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)13包括安裝在底座上的支架，支架上設(shè)有可豎向和水平移動(dòng)的滑塊，所述激光源、數(shù)碼相機(jī)11分別安裝在滑塊上；由激光源在透明模型槽I內(nèi)任意位置形成豎向面和水平面的激光切面，并由數(shù)碼相機(jī)11分別記錄。
[0031]本發(fā)明所述水溶型透明土它由冰晶石與水配制而成，所述冰晶石為粒徑4.5 mm~5.0 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.338~1.339，密度2.97g/ cm 3~3.0g/ cm 3。
[0032]本發(fā)明所述油溶型透明土由透明固體材料與無(wú)色孔隙液體配制而成，所述透明固體材料為烘烤石英砂，所述無(wú)色孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物；所述烘烤石英砂為粒徑0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.4585，密度20.lg/ cm 3。
[0033]當(dāng)選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm的烘烤石英砂顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的烘烤石英砂顆粒0.25 mm≤粒徑< 0.5 mm的為10 %~50 %，0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為10 %~50 %，1.0 mm≤粒徑< 1.5腿的為10 %~50 % , 1.5腿≤粒徑≤2.0腿的為10 %~50 % ,以重量計(jì)，合計(jì)為100 %。
[0034]本實(shí)施例選擇烘烤石英砂顆粒0.25 mm;^粒徑< 0.5 mm的為30 % , 0.5 mm;^粒徑
<1.0 mm的為 30 % , 1.0 mm;^粒徑< 1.5 mm的為 20 % , 1.5 mm;^粒徑≤ 2.0 mm的為 20 %，
以重量計(jì)，合計(jì)為100 %，將其混合均勻；通過(guò)調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與烘烤石英砂顆粒的折射率一致。
[0035]本發(fā)明所述透明模型槽1、透明壓力板8由透明有機(jī)玻璃制成，注漿管5由透明有機(jī)玻璃管制成，注漿管5的四個(gè)側(cè)壁均勻布置8~10個(gè)注漿孔(本實(shí)施例為8個(gè))，所述的直流電源7，電壓為8V~24 V (本實(shí)施例為8V)，電流為6A~20A (本實(shí)施例為6A);所述激光源包括激光器9、線性轉(zhuǎn)化器10，激光器9為內(nèi)腔式氦氖激光器，功率為50mW~500mW(本實(shí)施例為500mW);所述的線性轉(zhuǎn)換器10可以將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)化為線性光源，且線性轉(zhuǎn)化器10轉(zhuǎn)化成的線性光源可以旋轉(zhuǎn)方向。
[0036]本發(fā)明所述數(shù)碼相機(jī)6為高清高速數(shù)碼相機(jī)，其分辨率為50 w~500w(本實(shí)施例為500w)，幀曝光，幀數(shù)25，曝光時(shí)間10μ8~IOs (本實(shí)施例為10μ8)。
[0037]一種注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)方法，它包括以下過(guò)程:
⑴建模:根據(jù)試驗(yàn)要求分別制作透明模型槽1、透明壓力板8、模擬散體材料樁3的水溶型透明土、模擬樁周土 2的油溶型透明土，油溶型透明土中預(yù)埋電動(dòng)土工格柵4，并將水溶型透明土填筑在電動(dòng)土工格柵4內(nèi)部，水溶型透明土形成的散體材料樁3中間位置預(yù)埋注漿管5，透明模型槽I上部設(shè)有透明壓力板8 ；
本發(fā)明所述水溶型透明土它由冰晶石與水配制而成，所述冰晶石為粒徑4.5 mm~5.0mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.338~1.339，密度2.97g/ cm 3~3.0g/ cm 3。
[0038]本實(shí)施例按實(shí)驗(yàn)要求選擇冰晶石顆粒與水，混合后填筑在電動(dòng)土工格柵4內(nèi)，填筑時(shí)，中間位置預(yù)埋注漿管5。
[0039]⑵安裝:電動(dòng)土工格柵4的頂部通過(guò)導(dǎo)線6分別與直流電源7的正、負(fù)極連接，形成電動(dòng)土工格柵4的陽(yáng)極、陰極；連接時(shí)，對(duì)角方向上，兩個(gè)電極一致，如圖1所示，上下兩個(gè)電動(dòng)土工格柵4與直流電源7的正極連接，左右兩個(gè)電動(dòng)土工格柵4與直流電源7的負(fù)極連接；往陽(yáng)極內(nèi)加入氯化鈣溶液，加入后溶液濃度為7 %~15 % (本實(shí)施例為7.5 %)，陰極內(nèi)加入硅酸鈉溶液，加入后溶液濃度為15 %~30 % (本實(shí)施例為15 %);透明模型槽I外一側(cè)及上部在移動(dòng)機(jī)構(gòu)13上分別安裝好激光源，透明模型槽I外的正視面、俯視面在移動(dòng)機(jī)構(gòu)13上分別安裝好可觀察透明模型槽I空間的數(shù)碼相機(jī)11，數(shù)碼相機(jī)11通過(guò)數(shù)據(jù)線與處理裝置12聯(lián)接；打開(kāi)激光源，檢查其在透明土體內(nèi)部形成的顆粒切面明亮度，調(diào)整激光角度，使切面垂直入射；打開(kāi)數(shù)碼相機(jī)11，調(diào)整數(shù)碼相機(jī)11鏡頭，使其能涵括整個(gè)試驗(yàn)畫(huà)面；本發(fā)明所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)13包括安裝在底座上的支架，支架上設(shè)有可豎向和水平移動(dòng)的滑塊，所述激光源、數(shù)碼相機(jī)11分別安裝在滑塊上；由激光源在透明模型槽I內(nèi)任意位置形成豎向面和水平面的激光切面，并由數(shù)碼相機(jī)11分別記錄。
[0040]本發(fā)明所述透明模型槽1、透明壓力板8由透明有機(jī)玻璃制成，注漿管5由透明有機(jī)玻璃管制成，注漿管5的四個(gè)側(cè)壁均勻布置8~10個(gè)注漿孔(本實(shí)施例為8個(gè))，所述的直流電源7，電壓為8~24 V (本實(shí)施例為8 V),電流為6~20 A (本實(shí)施例為6 A);所述激光源包括激光器9、線性轉(zhuǎn)化器10，激光器9為內(nèi)腔式氦氖激光器，功率為50mW~500mW(本實(shí)施例為500mW);所述的線性轉(zhuǎn)換器10可以將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)化為線性光源，且線性轉(zhuǎn)化器10轉(zhuǎn)化成的線性光源可以旋轉(zhuǎn)方向。
[0041]本發(fā)明所述數(shù)碼相機(jī)6為高清高速數(shù)碼相機(jī)，其分辨率為50 w~500w(本實(shí)施例為500w)，幀曝光，幀數(shù)25，曝光時(shí)間10μ8~IOs (本實(shí)施例為10μ8)。
[0042]當(dāng)需制得模擬飽和砂土的透明土?xí)r，本發(fā)明在過(guò)程⑴中，所述制作油溶型透明土包括:
備料:所述備料為選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的烘烤石英砂顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，清洗雜質(zhì)并烘干，所述烘烤石英砂折射率1.4585，密度20.lg/ cm 3 ;所述孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物，調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與烘烤石英砂顆粒的折射率一致；
當(dāng)選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm的烘烤石英砂顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的烘烤石英砂顆粒
0.25 mm≤粒徑< 0.5 mm的為 10 %~50 % , 0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為 10 %~50 % , 1.0mm;^粒徑< 1.5 mm的為10 %~50 % , 1.5 mm;^粒徑≤2.0 mm的為10 %~50 % ,以重量計(jì)，合計(jì)為100 %。
[0043]本實(shí)施例選擇烘烤石英砂顆粒0.25 mm;^粒徑< 0.5 mm的為30 %，0.5 mm;^粒徑
<1.0 mm的為 30 % , 1.0 mm;^粒徑< 1.5 mm的為 20 % , 1.5 mm;^粒徑≤2.0 mm的為 20 %，
以重量計(jì)，合計(jì)為100 %，將其混合均勻；通過(guò)調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與烘烤石英砂顆粒的折射率一致。
[0044]混配:所述混配為根據(jù)試驗(yàn)條件與試樣的尺寸大小計(jì)算確定烘烤石英砂顆粒和孔隙液體的用量，先將烘烤石英砂顆粒分層填入透明模型槽中，并分3~4次擊實(shí)；然后在透明模型槽中注入孔隙液體；
本實(shí)施例在透明模型槽I中填入一定量后，對(duì)烘烤石英砂顆粒進(jìn)行預(yù)壓；分3次擊實(shí)，以控制試樣的密度；然后在透明模型槽I中注入孔隙液體，靜置24小時(shí)；
抽真空:所述抽真空為利用抽真空裝置抽除烘烤石英砂顆粒之間的氣泡，利用吸球抽去高出烘烤石英砂顆粒的孔隙液體；
⑶試驗(yàn):根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，首先接通電源，由數(shù)碼相機(jī)11記錄、觀測(cè)化學(xué)電滲試驗(yàn)過(guò)程中陽(yáng)極、陰極之間的水流過(guò)程及化學(xué)反應(yīng)生成的固化劑分布規(guī)律，將記錄數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線送入處理裝置12，了解化學(xué)電滲在樁周土的變化規(guī)律；反轉(zhuǎn)電極，繼續(xù)化學(xué)電滲試驗(yàn)；當(dāng)陰極排水量小于0.1 mm V分鐘時(shí)，結(jié)束化學(xué)電滲試驗(yàn)步驟；
然后，通過(guò)注漿管5對(duì)散體材料樁3進(jìn)行高聚物材料注漿，所述的高聚物材料為有機(jī)高分子材料，為雙組份發(fā)泡聚氨酯為代表的非水反應(yīng)類(lèi)高聚物材料。了解注漿樁體形成、以及漿液在樁周土的變化規(guī)律，完成注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁的可視化模型試驗(yàn)過(guò)程。[0045]所述激光器9和線性轉(zhuǎn)化器10可在移動(dòng)機(jī)構(gòu)13上豎直或水平移動(dòng)，使激光源可以在透明模型槽I的任意位置形成透明模型槽I的豎向面或水平面的激光切面。
[0046]當(dāng)激光照射透明模型槽I形成透明模型槽I的豎向面的激光切面時(shí)，由安裝在透明模型槽I正視面的數(shù)碼相機(jī)11記錄；當(dāng)激光照射透明模型槽I形成透明模型槽I的水平面的激光切面時(shí)，由安裝在透明模型槽I俯視面的數(shù)碼相機(jī)11記錄。
[0047]試驗(yàn)中，利用PIV技術(shù)(Particle Image Velocimetry粒子圖像測(cè)速法)結(jié)合圖像處理軟件PIVview2C對(duì)數(shù)碼相機(jī)11采集的圖片資料進(jìn)行處理。
[0048]實(shí)施例2:
當(dāng)需制得模擬飽和黏土的透明土?xí)r，備料時(shí)，選擇粒徑為< 0.074 mm的烘烤石英砂顆
粒;
混配時(shí)，先將調(diào)配好的孔隙液體裝在透明模型槽I中，并將烘烤石英砂顆粒緩慢、均勻、分散地倒入透明模型槽I中，傾倒過(guò)程中不斷攪拌排出氣泡，并保持烘烤石英砂顆粒始終在孔隙液體液面以下；
當(dāng)備料中選擇粒徑為< 0.074 IM的烘烤石英砂顆粒時(shí)，抽真空后在固結(jié)儀中進(jìn)行固結(jié)，固結(jié)度OCR值0.8~3。
[0049]本實(shí)施例固結(jié)度OCR值0.8 ;
余同實(shí)施例1。
[0050]實(shí)施例3:
備料時(shí)，選擇烘烤石英砂顆粒0.25 粒徑< 0.5 mm的為10 % , 0.5 mmi≤粒徑< 1.0mm的為40 % , 1.0 mm;≤粒徑< 1.5 mm的為35 % , 1.5 mm;≤粒徑≤2.0 mm的為15 %，以重量計(jì)，合計(jì)為100 %，將其混合均勻；
混配時(shí)，控制試樣其密實(shí)度為40 %。
[0051]余同實(shí)施例1。
[0052]實(shí)施例4:
本發(fā)明所述油溶型透明土由透明固體材料與無(wú)色孔隙液體配制而成，所述透明固體材料為全氟環(huán)狀聚合物，所述無(wú)色孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物；所述全氟環(huán)狀聚合物為粒徑0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.34，密度
2.03g/ cm 3，透光率 95 %，吸水性 < 0.01 %。
[0053]當(dāng)選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的全氟環(huán)狀聚合物顆粒0.25 mm;≤粒徑< 0.5 mm的為10 %~50 % , 0.5 mm;≤粒徑< 1.0 mm的為10 %~50 % , 1.0 mm≤粒徑< 1.5 mm的為10 %~50 % , 1.5腿≤粒徑≤2.0 mm的為10 %~50 %，以重量計(jì),合計(jì)為100 %。
[0054]本實(shí)施例選擇全氟環(huán)狀聚合物顆粒0.25 mm<粒徑< 0.5 mm的為30 % , 0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為 30 % , 1.0 mm;≤粒徑< 1.5 mm的為 20 % , 1.5 mm;≤粒徑≤ 2.0 mm的為 20
%，以重量計(jì)，合計(jì)為100 %，將其混合均勻；通過(guò)調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與全氟環(huán)狀聚合物顆粒的折射率一致。
[0055]當(dāng)需制得模擬飽和砂土的透明土?xí)r，本發(fā)明在過(guò)程⑴中，所述制作油溶型透明土包括:
備料:所述備料為選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，清洗雜質(zhì)并烘干，所述全氟環(huán)狀聚合物折射率1.34，密度2.03g/ cm3，透光率95 %，吸水性< 0.01 % ;所述孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物，調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與全氟環(huán)狀聚合物顆粒的折射率
一致；
當(dāng)選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的全氟環(huán)狀聚合物顆粒0.25 mm≤粒徑< 0.5 mm的為10 %~50 %，0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為10 %~50% , 1.0 mm≤粒徑< 1.5腿的為10 %~50 % , 1.5腿≤粒徑≤2.0腿的為10 %~50 % ,以重量計(jì)，合計(jì)為100 %。
[0056]本實(shí)施例選擇全氟環(huán)狀聚合物顆粒0.25 mm<粒徑< 0.5 mm的為30 % , 0.5 mm^粒徑< 1.0 mm的為 30 % , 1.0 mm;^粒徑< 1.5 mm的為 20 % , 1.5 mm;^粒徑≤ 2.0 mm的為 20
%，以重量計(jì)，合計(jì)為100 %，將其混合均勻；通過(guò)調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與全氟環(huán)狀聚合物顆粒的折射率一致。
[0057]混配:所述混配為根據(jù)試驗(yàn)條件與試樣的尺寸大小計(jì)算確定全氟環(huán)狀聚合物和孔隙液體的用量，先將全氟環(huán)狀聚合物顆粒分層填入透明模型槽中，并分3~4次擊實(shí)；然后在透明模型槽中注入孔隙液體；
本實(shí)施例在透明模型槽I中填入一定量后，對(duì)全氟環(huán)狀聚合物顆粒進(jìn)行預(yù)壓；分3次擊實(shí)，以控制試樣的密度；然后在透明模型槽I中注入孔隙液體，靜置24小時(shí)；
所述抽真空為利用抽真空裝置抽除全氟環(huán)狀聚合物顆粒之間的氣泡，利用吸球抽去高出全氟環(huán)狀聚合物顆粒的孔隙液體；
余同實(shí)施例1。
[0058]實(shí)施例5:
當(dāng)需制得模擬飽和黏土的透明土?xí)r，備料時(shí)，選擇粒徑為< 0.074 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒；
混配時(shí)，先將調(diào)配好的孔隙液體裝在透明模型槽I中，并將全氟環(huán)狀聚合物顆粒緩慢、均勻、分散地倒入透明模型槽I中，傾倒過(guò)程中不斷攪拌排出氣泡，并保持全氟環(huán)狀聚合物顆粒始終在孔隙液體液面以下；
當(dāng)備料中選擇粒徑為< 0.074 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒時(shí)，抽真空后在固結(jié)儀中進(jìn)行固結(jié)，固結(jié)度OCR值0.8~3。
[0059]本實(shí)施例固結(jié)度OCR值1.0 ;
余同實(shí)施例1。
[0060]實(shí)施例6:
備料時(shí)，選擇全氟環(huán)狀聚合物顆粒0.25 粒徑< 0.5 mm的為10 % , 0.5 粒徑
<1.0 mm的為 40 % , 1.0 mm≤粒徑< 1.5 mm的為 35 % , 1.5 mm;^粒徑≤ 2.0 mm的為 15 %，以重量計(jì)，合計(jì)為100 %，將其混合均勻；
混配時(shí)，控制試樣其密實(shí)度為40 %。
[0061]余同實(shí)施例1。
[0062]實(shí)施例7:
本發(fā)明所述油溶型透明土由透明固體材料與無(wú)色孔隙液體配制而成，所述透明固體材料為氟化鈣，所述無(wú)色孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物；所述氟化鈣為粒徑0.25mm~2.0 mm或;^ 0.074 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.434，密度3.18g/ cm 3。
[0063]當(dāng)選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm的氟化鈣顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的氟化鈣顆粒0.25mm≤粒徑< 0.5 mm的為10 %~50 % , 0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為10 %~50 % , 1.0腿≤粒徑< 1.5 mm的為10 %~50 %，1.5 mm≤粒徑≤2.0 mm的為10 %~50 %，以重量計(jì)，合計(jì)為 100 % ο
[0064]本實(shí)施例選擇氟化鈣顆粒0.25 mm<粒徑< 0.5 mm的為30 %，0.5 mm<粒徑< 1.0mm的為30 % , 1.0 mm;^粒徑< 1.5 mm的為20 % , 1.5 mm;^粒徑≤2.0 mm的為20 % ,以重量計(jì)，合計(jì)為100 %，將其混合均勻；通過(guò)調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與氟化鈣顆粒的折射率一致。
[0065]當(dāng)需制得模擬飽和砂土的透明土?xí)r，本發(fā)明在過(guò)程⑴中，所述制作油溶型透明土包括:
備料:所述備料為選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的氟化鈣顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，清洗雜質(zhì)并烘干，所述氟化鈣折射率1.434，密度3.18g/ cm 3 ;所述孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物，調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與氟化鈣顆粒的折射率一致；
當(dāng)選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm的氟化鈣顆粒時(shí)，本發(fā)明所述的氟化鈣顆粒0.25 mm^粒徑< 0.5 mm的為10 %~50 %，0.5 mm≤粒徑< 1.0 mm的為10 %~50 %，1.0 mm≤粒徑
<1.5 mm的為10 %~50 %，1.5 mm≤粒徑≤2.0 mm的為10 %~50 %，以重量計(jì)，合計(jì)為100 %。
[0066]本實(shí)施例選擇氟化鈣顆粒0.25 mm<粒徑< 0.5 mm的為30 %，0.5 mm<粒徑< 1.0mm的為30 % , 1.0 mm;^粒徑< 1.5 mm的為20 % , 1.5 mm;^粒徑≤2.0 mm的為20 % ,以重量計(jì)，合計(jì)為100 %，將其混合均勻；通過(guò)調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與氟化鈣顆粒的折射率一致。
[0067]混配:所述混配為根據(jù)試驗(yàn)條件與試樣的尺寸大小計(jì)算確定氟化鈣和孔隙液體的用量，先將氟化鈣顆粒分層填入透明模型槽中，并分3~4次擊實(shí)；然后在透明模型槽中注入孔隙液體；
本實(shí)施例在透明模型槽I中填入一定量后，對(duì)氟化鈣顆粒進(jìn)行預(yù)壓；分3次擊實(shí)，以控制試樣的密度；然后在透明模型槽I中注入孔隙液體，靜置24小時(shí)；
抽真空:所述抽真空為利用抽真空裝置抽除氟化鈣顆粒之間的氣泡，利用吸球抽去高出氟化鈣顆粒的孔隙液體；
余同實(shí)施例1。
[0068]實(shí)施例8:
當(dāng)需制得模擬飽和黏土的透明土?xí)r，備料時(shí)，選擇粒徑為< 0.074 mm的氟化鈣顆粒；混配時(shí)，先將調(diào)配好的孔隙液體裝在透明模型槽I中，并將氟化鈣顆粒緩慢、均勻、分散地倒入透明模型槽I中，傾倒過(guò)程中不斷攪拌排出氣泡，并保持氟化鈣顆粒始終在孔隙液體液面以下；
當(dāng)備料中選擇粒徑為< 0.074 mm的氟化鈣顆粒時(shí)，抽真空后在固結(jié)儀中進(jìn)行固結(jié)，固結(jié)度OCR值0.8~3。
[0069]本實(shí)施例固結(jié)度OCR值1.5 ;余同實(shí)施例1。
[0070]實(shí)施例9:
備料時(shí)，選擇氟化鈣顆粒0.25 mm<粒徑< 0.5 mm的為20 % , 0.5 mm<粒徑< 1.0 mm的為30 %，1.0 mm;^粒徑< 1.5 mm的為30 %，1.5 mm;^粒徑;^ 2.0 mm的為20 %，以重量計(jì)，合計(jì)為100 %，將其混合均勻； 混配時(shí)，控制試樣其密實(shí)度為50 %。
[0071]余同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置，其特征是它包括透明模型槽，透明模型槽上部設(shè)有透明壓力板，槽內(nèi)設(shè)有散體材料樁，散體材料樁外側(cè)預(yù)埋電動(dòng)土工格柵，電動(dòng)土工格柵的頂部通過(guò)導(dǎo)線分別與直流電源的正、負(fù)極連接，樁體內(nèi)部中心位置預(yù)埋注漿管；所述散體材料樁由水溶型透明土模擬，樁周土由油溶型透明土模擬；透明模型槽外一側(cè)及上部設(shè)有安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的激光源，透明模型槽外的正視面、俯視面設(shè)有安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上可觀察透明模型槽空間的數(shù)碼相機(jī)，數(shù)碼相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線與處理裝置聯(lián)接；激光照射透明模型槽形成透明模型槽的豎向面和水平面的激光切面，由數(shù)碼相機(jī)分別記錄樁周土體散斑場(chǎng)和透明度，了解化學(xué)電滲、注漿樁體形成、以及漿液在樁周土的變化規(guī)律。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置，其特征是所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在底座上的支架，支架上設(shè)有可豎向和水平移動(dòng)的滑塊，所述激光源、數(shù)碼相機(jī)分別安裝在滑塊上；由激光源在透明模型槽內(nèi)任意位置形成豎向面和水平面的激光切面，并由數(shù)碼相機(jī)分別記錄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置，其特征是所述水溶型透明土它由冰晶石與水配制而成，所述冰晶石為粒徑4.5 mm~5.0 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.338~1.339，密度2.97g/ cm 3~3.0g/ cm 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置，其特征是所述油溶型透明土由透明固體材料與無(wú)色孔隙液體配制而成，所述透明固體材料為烘烤石英砂，所述無(wú)色孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物；所述烘烤石英砂為粒徑0.25mm~2.0 mm或< 0.074 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.4585，密度20.lg/ cm 3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置，其特征是所述油溶型透明土由透明固體材料與無(wú)色孔隙液體配制而成，所述透明固體材料為全氟環(huán)狀聚合物，所述無(wú)色孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物；所述全氟環(huán)狀聚合物為粒徑0.25 mm~2.0 mm或;^ 0.074 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.34，密度2.03g/ cm3，透光率95 %，吸水性< 0.01 %。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)裝置，其特征是所述油溶型透明土由透明固體材料與無(wú)色孔隙液體配制而成，所述透明固體材料為氟化鈣，所述無(wú)色孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物；所述氟化鈣為粒徑0.25 mm~2.0mm或;^ 0.074 mm的顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，折射率1.434，密度3.18g/ cm 3。
7.一種注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)方法，其特征是它包括以下過(guò)程: ⑴建模:根據(jù)試驗(yàn)要求分別制作透明模型槽、透明壓力板、模擬散體材料樁的水溶型透明土、模擬樁周土的油溶型透明土，油溶型透明土中預(yù)埋電動(dòng)土工格柵，并將水溶型透明土填筑在電動(dòng)土工格柵內(nèi)部，水溶型透明土形成的散體材料樁中間位置預(yù)埋注漿管，透明模型槽上部設(shè)有透明壓力板； ⑵安裝:電動(dòng)土工格柵的頂部通過(guò)導(dǎo)線分別與直流電源的正、負(fù)極連接，形成電動(dòng)土工格柵的陽(yáng)極、陰極；往陽(yáng)極內(nèi)加入氯化鈣溶液，溶液濃度為7 %~15 %，陰極內(nèi)加入硅酸鈉溶液，溶液濃度為15 %~30 % ;透明模型槽外一側(cè)及上部在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上分別安裝好激光源，透明模型槽外的正視面、俯視面在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上分別安裝好可觀察透明模型槽空間的數(shù)碼相機(jī)，數(shù)碼相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線與處理裝置聯(lián)接；打開(kāi)激光源，檢查其在透明土體內(nèi)部形成的顆粒切面明亮度，調(diào)整激光角度，使切面垂直入射；打開(kāi)數(shù)碼相機(jī)，調(diào)整數(shù)碼相機(jī)鏡頭，使其能涵括整個(gè)試驗(yàn)畫(huà)面； ⑶試驗(yàn):根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，首先接通電源，由數(shù)碼相機(jī)記錄、觀測(cè)化學(xué)電滲試驗(yàn)過(guò)程中陽(yáng)極、陰極之間的水流過(guò)程及化學(xué)反應(yīng)生成的固化劑分布規(guī)律，將記錄數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線送入處理裝置，了解化學(xué)電滲在樁周土的變化規(guī)律；反轉(zhuǎn)電極，繼續(xù)化學(xué)電滲試驗(yàn)；當(dāng)陰極排水量小于0.1 mm V分鐘時(shí)，結(jié)束化學(xué)電滲試驗(yàn)步驟； 然后，通過(guò)注漿管對(duì)散體材料樁進(jìn)行高聚物材料注漿，了解注漿樁體形成、以及漿液在樁周土的變化規(guī)律，完成注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁的可視化模型試驗(yàn)過(guò)程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)方法，其特征是在過(guò)程⑴中，所述制作油溶型透明土包括: 備料:所述備料為選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的烘烤石英砂顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，清洗雜質(zhì)并烘干，所述烘烤石英砂折射率1.4585，密度20.lg/ cm 3 ;所述孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物，調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與烘烤石英砂顆粒的折射率一致； 混配:所述混配為根據(jù)試驗(yàn)條件與試樣的尺寸大小計(jì)算確定烘烤石英砂顆粒和孔隙液體的用量，先將烘烤石英砂顆粒分層填入透明模型槽中，并分3~4次擊實(shí)；然后在透明模型槽中注入孔隙液體； 或者先將調(diào)配好的孔隙 液體裝在透明模型槽中，并將烘烤石英砂顆粒緩慢、均勻、分散地倒入透明模型槽中，傾倒過(guò)程中不斷攪拌排出氣泡，并保持烘烤石英砂顆粒始終在孔隙液體液面以下； 抽真空:所述抽真空為利用抽真空裝置抽除烘烤石英砂顆粒之間的氣泡，利用吸球抽去高出烘烤石英砂顆粒的孔隙液體； 當(dāng)備料中選擇粒徑為< 0.074 mm的烘烤石英砂顆粒時(shí)，抽真空后在固結(jié)儀中進(jìn)行固結(jié)，固結(jié)度OCR值0.8~3。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)方法，其特征是在過(guò)程⑴中，所述制作油溶型透明土包括: 備料:所述備料為選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，清洗雜質(zhì)并烘干，所述全氟環(huán)狀聚合物折射率1.34，密度2.03g/ cm`3，透光率95 %，吸水性< 0.01 % ;所述孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物，調(diào)整正`12烷與15號(hào)白油的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與全氟環(huán)狀聚合物顆粒的折射率一致； 混配:所述混配為根據(jù)試驗(yàn)條件與試樣的尺寸大小計(jì)算確定全氟環(huán)狀聚合物和孔隙液體的用量，先將全氟環(huán)狀聚合物顆粒分層填入透明模型槽中，并分3~4次擊實(shí)；然后在透明模型槽中注入孔隙液體； 或者先將調(diào)配好的孔隙液體裝在透明模型槽中，并將全氟環(huán)狀聚合物顆粒緩慢、均勻、分散地倒入透明模型槽中，傾倒過(guò)程中不斷攪拌排出氣泡，并保持全氟環(huán)狀聚合物顆粒始終在孔隙液體液面以下； 所述抽真空為利用抽真空裝置抽除全氟環(huán)狀聚合物顆粒之間的氣泡，利用吸球抽去高出全氟環(huán)狀聚合物顆粒的孔隙液體； 當(dāng)備料中選擇粒徑為< 0.074 mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒時(shí)，抽真空后在固結(jié)儀中進(jìn)行固結(jié)，固結(jié)度OCR值0.8~3。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的注漿聯(lián)合化學(xué)電滲散體材料樁模型試驗(yàn)方法，其特征是在過(guò)程⑴中，所述制作油溶型透明土包括: 備料:所述備料為選擇粒徑為0.25 mm~2.0 mm或< 0.074 mm的氟化鈣顆粒，其顆粒為不規(guī)則形狀，清洗雜質(zhì)并烘干，所述氟化鈣折射率1.434，密度3.18g/ cm 3 ;所述孔隙液體為正12烷和15號(hào)白油的混合物，調(diào)整正12烷與15號(hào)白油的質(zhì)量比來(lái)改變混合油的折射率，使其與氟化鈣顆粒的折射率一致； 混配:所述混配為根據(jù)試驗(yàn)條件與試樣的尺寸大小計(jì)算確定氟化鈣和孔隙液體的用量，先將氟化鈣顆粒分層填入透明模型槽中，并分3~4次擊實(shí)；然后在透明模型槽中注入孔隙液體； 或者先將調(diào)配好的孔隙液體裝在透明模型槽中，并將氟化鈣顆粒緩慢、均勻、分散地倒入透明模型槽中，傾倒過(guò)程中不斷攪拌排出氣泡，并保持氟化鈣顆粒始終在孔隙液體液面以下； 抽真空:所述抽真空為利用抽真空裝置抽除氟化鈣顆粒之間的氣泡，利用吸球抽去高出氟化鈣顆粒的孔隙液體； 當(dāng)備料中選擇粒徑為< 0.074 mm的氟化鈣顆粒時(shí)，抽真空后在固結(jié)儀中進(jìn)行固結(jié)，固結(jié)度OCR值0.8~3。
【文檔編號(hào)】G01N27/00GK103940853SQ201410177578
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】孔綱強(qiáng), 曹兆虎 申請(qǐng)人:湖南城市學(xué)院